光突发交换网络中控制接口模块的设计与实现

论文摘要

随着Internet业务量爆炸式的增长，对带宽要求的不断增加，全光网必将成为下一代网络的重要组成部分。在这一背景下，光突发交换(OBS)的提出为建立高性能低成本的全光网提供了一种新的途径。而目前交换领域中另外一个研究重点是把多协议标签交换(MPLS)的概念扩展到光传送网，形成光标签交换(Optical Label Switching，OLS)。它的核心思想是使用光标签来建立数据在光网络中的传送路径，免除沿路径复杂的路由处理，从而提高数据交换速率。鉴于OBS与OLS各自的特点，两者可以结合起来形成光标签突发包交换(LOBS)技术。本论文研究了LOBS网络控制模块接口的设计和实现。在现有的OBS网络上，添加一个控制接口模块，该模块是一块以嵌入式芯片为核心的电路板，它为MPLS协议提供了运行环境和下层接口。本论文针对芯片的选型和硬件设计问题做了一些调研。本论文的核心在于软件接口模块的设计。MPLS协议和网络管理系统正是通过这一接口实现对OBS网络的完全控制的。论文对该接口的设计和实现作了深入具体的研究，最后成功达到了MPLS协议层面和OBS控制、传输层面通过接口互联互通的目的。论文还就LOBS的发展前景做出了展望。由先进的OBS技术与MPLS的强大控制能力结合形成的IP／DWDM集成模型LOBS，充分发挥了电子处理的高智能和光子交换的大容量优势，是未来数据网络的理想光交换方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 光突发交换网络
• 1.2.1 LOBS网络概述
• 1.2.2 LOBS网络的关键技术
• 1.3 光突发交换实验网络系统的结构
• 1.3.1 LOBS实验系统的系统结构
• 1.3.2 核心节点的功能与结构
• 1.3.3 边缘节点的功能与结构
• 1.4 论文主要内容
• 第二章 控制接口模块的设计
• 2.1 基于MPC860微处理器的控制模块
• 2.1.1 控制模块处理器芯片的选择
• 2.1.2 控制模块的外围电路设计
• 2.1.3 控制模块的接口软件设计
• 2.2 控制模块接口的功能与结构
• 第三章 控制模块接口的软件实现
• 3.1 接口功能模块的设计
• 3.1.1 驱动程序类型的选择
• 3.1.2 FPGA芯片与驱动程序的通信
• 3.1.3 应用程序与驱动程序的通信
• 3.2 功能模块的程序实现
• 3.2.1 初始化函数
• 3.2.2 卸载函数
• 3.2.3 设备打开函数
• 3.2.4 设备关闭函数
• 3.2.5 定位函数
• 3.2.6 读取函数
• 3.2.7 写入函数
• 3.2.8 中断处理函数
• 3.2.9 内存映射函数
• 3.2.10 高级读写接口
• 3.3 软件调试工作
• 3.3.1 编译的问题
• 3.3.2 可重入的问题
• 3.3.3 卸载的问题
• 3.3.4 内存读写机制的问题
• 3.3.5 内核版本的问题
• 3.3.6 中断的问题
• 3.3.7 与应用程序通信的问题
• 3.4 LOBS系统的联合调试
• 3.4.1 中断处理的问题
• 3.4.2 底层程序读写的问题
• 3.4.3 上层程序读写的问题
• 3.4.4 联合调试结果
• 第四章 论文的总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录